Scheuermann, Praxishandbuch Brandschutz

-Symbol

Das seit 1975 vorgeschriebene -Symbol gemäß Richtlinie 76/117/EWG belegt, dass das Betriebsmittel von einer benannten Prüfstelle innerhalb der EG geprüft worden ist und die damit verbundenen Auflagen erfüllt, vom Hersteller einer Stückprüfung unterzogen wurde und mit dem geprüften Baumuster übereinstimmt.

Das sechseckige Symbol gilt nach Anhang 2 der Richtlinie 2014/34/EU und nach EN 50014 weiterhin als das spezielle Kennzeichen zur Verhütung von Explosionen für jedes neue Betriebsmittel. Es erscheint nun auch auf den Betriebsmitteln für die Zone 2 und 22 (entspricht Gerätekategorie 3), die nicht von einer genannten EG-Prüfstelle bescheinigt werden müssen.

CE-Kennzeichen

Das CE-Zeichen ist weder ein Herkunfts- noch ein Qualitätszeichen; es signalisiert auch kein »Made in Europe«, denn auch importierte Produkte, soweit sie in den Anwendungsbereich der Richtlinie fallen, müssen gekennzeichnet sein. Es dient der Marktüberwachung durch die Mitgliedstaaten.

Das CE-Konformitätskennzeichen gemäß Richtlinie 2014/34/EU signalisiert den Kontrollinstanzen, dass das Produkt allen einschlägigen Rechtsnormen – insbesondere im Bezug auf Gesundheitsschutz und Sicherheit der Benutzer und Verbraucher – entspricht und frei auf dem Gemeinschaftsmarkt in den Verkehr gebracht werden darf.

In der Maschinen-Richtlinie 2006/42/EG Artikel 5 »Inverkehrbringen und Inbetriebnahme« Abs. 4 wird gefordert: »Fällt eine Maschine unter weitere Richtlinien, die andere Aspekte regeln und gegebenenfalls das Anbringen einer CE-Kennzeichnung vorschreiben, so bedeutet die CE-Kennzeichnung, dass diese Maschine auch den Bestimmungen dieser anderen Richtlinie entspricht.«

Das CE-Zeichen auf dem Produkt kann durch andere Zeichen (GS, Ü, VDE, u.a.) ergänzt werden, wenn damit keine Gefahr der Verwechslung oder Irreführung verbunden ist.

Durch das CE-Kennzeichen wird bestätigt, dass alle Richtlinien, die die CE-Kennzeichnung fordern, vollständig eingehalten sind. Für Maschinen wird in folgenden Richtlinien die CE-Kennzeichnung gefordert:

• EG-Maschinenrichtlinie (Richtlinie 2006/42/EG)

• Niederspannungsrichtlinie (Richtlinie 2006/95/EG)

• EMV-Richtlinie (2004/108/EG)

• Druckgeräterichtlinie (Richtlinie 2014/68/EU)

• Explosionsschutzrichtlinien (ATEX-Richtlinien)

Abbildung: CE-Kennzeichen

Ein Gerät das die anzuwendenden europäischen Richtlinien erfüllt, wird bereits seit Jahren durch das CE-Symbol gekennzeichnet. Dies gilt auch für bescheinigte Geräte nach Richtlinie 2014/34/EU (ATEX).

Die CE-Kennzeichnung wird immer vom Hersteller oder dessen Bevollmächtigtem in der EU angebracht. Voraussetzung ist eine Konformitätserklärung auf der Basis einer technischen Dokumentation. Hierzu können je nach EU-Richtlinien Zertifikate (z.B. EG-Baumusterprüfbescheinigung) von benannten Stellen erforderlich bzw. hilfreich sein. Verlangt die EU-Richtlinie eine Zertifizierung, so wird neben der CE-Kennzeichnung die Kennnummer der benannten Stelle angebracht, die das QS-System des Herstellers einem Ex-Audit unterzogen hat.

Gerätegruppen

Um das geeignete Verfahren zur Konformitätsbewertung festzulegen, muss der Hersteller zunächst anhand der bestimmungsgemäßen Verwendung entscheiden, zu welcher Gerätegruppe und -kategorie das Produkt gehört. Im Sinne der Richtlinie werden Geräte einschließlich Vorrichtungen und Komponenten soweit notwendig in zwei Gruppen unterteilt.

Gruppe I gilt für Geräte zur Verwendung in Untertagebetrieben von Bergwerken und deren Übertageanlagen, die durch Grubengas und/oder brennbare Stäube gefährdet werden können.

Gruppe II gilt für Geräte zur Verwendung in den übrigen Bereichen, die durch eine explosionsfähige Atmosphäre gefährdet werden können.

Tabelle: Gerätekategorie

Die Kategorie M 1 umfasst Geräte, die konstruktiv so gestaltet und erforderlichenfalls zusätzlich mit besonderen Schutzmaßnahmen so versehen sind, dass sie in Übereinstimmung mit den vom Hersteller angegebenen Kenngrößen betrieben werden können und ein sehr hohes Maß an Sicherheit gewährleisten.

Die Kategorie M 2 umfasst Geräte, die konstruktiv so gestaltet sind, dass sie in Übereinstimmung mit den vom Hersteller angegebenen Kenngrößen betrieben werden können und ein hohes Maß an Sicherheit gewährleisten.

Die Kategorie 1 umfasst Geräte, die konstruktiv so gestaltet sind, dass sie in Übereinstimmung mit den vom Hersteller angegebenen Kenngrößen betrieben werden können und ein sehr hohes Maß an Sicherheit gewährleisten.

Die Kategorie 2 umfasst Geräte, die konstruktiv so gestaltet sind, dass sie in Übereinstimmung mit den vom Hersteller angegebenen Kenngrößen betrieben werden können und ein hohes Maß an Sicherheit gewährleisten.

Die Kategorie 3 umfasst Geräte, die konstruktiv so gestaltet sind, dass sie in Übereinstimmung mit den vom Hersteller angegebenen Kenngrößen betrieben werden können und ein Normalmaß an Sicherheit gewährleisten.

Zündschutzarten

Hierunter werden Prinzipien verstanden, die zum Ausschluss der Zündquelle von Geräten und Komponenten als Zündquelle geeignet sind.

Tabelle: Prinzipien für Zündschutzmaßnahmen

Zündquellen, die aus Reib- und Schlagfunken sowie elektrostatischen Aufladungen herrühren, sind an explosionsgeschützten Betriebsmitteln durch Werkstoffauswahl und konstruktive Maßnahmen auszuschließen. Dieser Sachverhalt wird durch entsprechende Prüfungen nachgewiesen und bestätigt.

Eine wesentliche Grundvoraussetzung für alle Schutzprinzipien ist, dass die Teile, zu denen die explosionsfähige Atmosphäre ungehinderten Zugang hat, hinsichtlich der Zündtemperatur der am Einsatzort vorhandenen Stoffe keine unzulässigen Temperaturen annehmen können. Damit ist die Zündtemperatur für alle Schutzprinzipien von Bedeutung.

Schutzprinzipien können gleichermaßen für elektrische und nichtelektrische Geräte sowie für Gase und Stäube angewendet werden. Die Prinzipien gestalten die Ausführung in verschiedenen Sicherheitskategorien, Kategorie 1 – mit höchstem Schutzumfang und damit mit sehr hohem Maß an Sicherheit, Kategorie 2 – mit erhöhtem Schutzumfang und damit mit hohem Maß an Sicherheit und Kategorie 3 – mit gewöhnlichem Schutzumfang und damit mit gewöhnlichem Maß an Sicherheit. Die erreichbare Kategorie ist bei den Zündschutzarten angegeben.

Explosionsgruppen

Für elektrische Betriebsmittel der Gerätegruppe II erfolgt bei explosionsfähigen Gas-/Luft-Gemischen eine weitere Unterteilung in Explosionsgruppen:

Die Zündfähigkeit und das Zünddurchschlagverhalten einer explosionsfähigen Atmosphäre sind stoffspezifische Eigenschaften. Man unterteilt die Gase und Dämpfe in Explosionsgruppen. Kriterien für die Unterteilung sind die Normspaltweite und der Mindestzündstrom.

Normspaltweite und Mindestzündstrom werden für verschiedene Gase unter genau definierten Versuchsbedingungen ermittelt. Die Normspaltweite ist die Spaltweite, bei der in einem Prüfgefäß mit 25-mm-Spaltlänge gerade kein Flammendurchschlag des Gemisches mehr stattfindet (IEC 60079-1A). Der Mindestzündstrom wird bezogen auf den Mindestzündstrom für Laboratoriumsmethan (IEC 60079-3) festgelegt. Eine Übersicht über die Normspaltweiten und Mindestzündströme für die verschiedenen Explosionsgruppen mit Beispielen zeigt die folgende Tabelle:

Die Gefährlichkeit der Gase nimmt von Explosionsgruppe II A nach II C zu. Entsprechend steigen die Anforderungen an elektrische Betriebsmittel für diese Explosionsgruppen. Daher muss auf den elektrischen Betriebsmitteln, wenn der Explosionsschutz von der Normspaltweite (Zündschutzart Ex d) oder dem Mindestzündstrom (Zündschutzart Ex i) abgehängt, angegeben werden, für welche Explosionsgruppe sie ausgelegt sind.

Elektrische Betriebsmittel, die für II C zugelassen sind, dürfen auch für alle anderen Explosionsgruppen, d.h. Betriebsmittel für II B dürfen auch für Explosionsgruppe II A verwendet werden.

Temperaturklassen

Die Zündtemperatur ermöglicht es, brennbare Gase und Dämpfe nach ihrer Entzündbarkeit in Temperaturklassen einzuteilen. Die maximale Oberflächentemperatur eines elektrischen Betriebsmittels muss stets kleiner sein, als die Zündtemperatur des Gas- bzw. Dampf-/Luft-Gemisches, in dem es eingesetzt wird.

Gruppe II:

IP-Schutzarten

Die IP-Schutzarten betreffen die Gehäuse elektrischer Betriebsmittel. Der IP-Schutz ist ein Bezeichnungssystem nach DIN EN 60529, das Schutzgrade  8.15.2 Bedeutung der Kennzeichen – Seite 7 – 01.03.2015<<>>gegen das Eindringen von Fremdkörpern und Wasser für Gehäuse festlegt. Die beiden Kennziffern hinter den Buchstaben IP klassifizieren Folgendes:

Mit der ersten Kennziffer (0 bis 6) wird der Schutz von Personen gegen Berührung unter Spannung stehender oder sich bewegender Teile (Berührungsschutz) sowie der Schutz gegen Eindringen fester Fremdkörper (Fremdkörperschutz) eingeteilt. Die zweite Kennziffer (0 bis 8) gibt den Schutz gegen Eindringen von Wasser (Wasserschutz) an. Die Angabe IP 54 bedeutet, dass der Schutz gegen Eindringen eines Drahtes, Staubschutz und Strahlwasserschutz (1. Ziffer 5) sowie der Schutz gegen starke Strahlwasser (2. Ziffer 4) gegeben ist. In Bereichen mit niedriger Explosionsgefahr (Zone 2 bzw. 22) bilden die vorgeschriebenen IP-Schutzarten einen wichtigen Sicherheitsfaktor.

Überblick

Die in den vorangegangenen Kapiteln vorgestellten Inhalte lassen sich zusammenfassend im Hinblick auf die Verwendung in der Zone der Gerätekategorie, der Gerätekennzeichnung und der erforderlichen Herstellerdokumentation wie folgt tabellarisch zusammenfassen:

EPL

EPL ist die Abkürzung für Geräteschutzniveau (Equipment Protection Level) nach DIN EN 60079-0 »Explosionsfähige Atmosphäre – Teil 0: Geräte – Allgemeine Anforderungen«. Diese Norm führt ein Verfahren zur Risikobewertung für die Akzeptanz von Ex-Geräten als Alternative zur aktuellen vorschreibenden und relativ unflexiblen Vorgehensweise der Zuordnung von Geräten zu Zonen ein. Um diese zu erleichtern, wurde ein System von Geräteschutzniveaus eingeführt, um deutlich die inneren Zündrisiken eines Gerätes zu bestimmen, wobei es keine Rolle spielt, welche Zündschutzart angewendet wird. Nach IEC 60079-0 (2007) werden Geräte für explosionsgefährdete Bereiche in drei Schutzniveaus eingestuft (für Geräte in schlagwettergefährdeten Grubenbauen sind zwei Schutzniveaus festgelegt).

EPL Ma

EPL Ma ist ein Gerät für die Installation in einem Grubenbau mit einem »sehr hohen« Schutzniveau, für das ausreichende Sicherheit besteht, dass es keine Zündquelle wird, selbst wenn es bei dem Gasausbruch in Betrieb bleibt.

Bemerkung: Üblicherweise sind Kommunikationsstromkreise und Gasmeldeeinrichtungen so aufgebaut, dass sie die Ma-Anforderungen erfüllen – z.B. ein Ex »ia« Telefonstromkreis.

EPL Mb

EPL Mb ist ein Gerät für die Installation in einem Grubenbau mit einem »hohen« Schutzniveau, für das ausreichende Sicherheit besteht, dass es in der Zeitspanne keine Zündquelle wird, die zwischen dem Ausbruch eines Gases und der Abschaltung des Gerätes liegt.

Bemerkung: Üblicherweise sind alle Geräte für die Kohleförderung so aufgebaut, dass sie die Mb-Anforderungen erfüllen – z.B. Ex d-Motoren und Schaltanlagen.

EPL Ga

EPL Ga ist ein Gerät für explosionsfähige Gasatmosphäre mit einem »sehr hohen« Schutzniveau, das im bestimmungsgemäßen Betrieb, bei zu erwartenden Fehlern und auch bei selten auftretenden Fehlern keine Zündquelle darstellt.

EPL Gb

EPL Gb ist ein Gerät für explosionsfähige Gasatmosphäre mit einem »hohen« Schutzniveau, das im bestimmungsgemäßen Betrieb und bei zu erwartenden Fehlern, auch solchen, die nicht notwendigerweise der Normalfall sind, keine Zündquelle darstellt.

Bemerkung: Die Hauptzahl der Standardschutzkonzepte bringt Geräte in diesem Geräteschutzniveau.

EPL Gc

EPL Gc ist ein Gerät für explosionsfähige Gasatmosphäre mit einem »erhöhten« Schutzniveau, das im bestimmungsgemäßen Betrieb keine Zündquelle darstellt und das einen bestimmten zusätzlichen Schutz besitzen kann, um sicherzustellen, dass es im Fall von regelmäßig erwarteten Ereignissen als Zündquelle inaktiv bleibt (z.B. Ausfall einer Lampe).

Bemerkung: Üblicherweise wird dies ein EX »n« Gerät sein.

zen kann, um sicherzustellen, dass es im Fall von regelmäßig erwarteten Ereignissen als Zündquelle inaktiv bleibt (z.B. Ausfall einer Lampe).

Bemerkung: Üblicherweise wird dies ein EX »n« Gerät sein.

EPL Da

EPL Da ist ein Gerät für brennbare Staubatmosphären mit einem »sehr hohen« Schutzniveau, das im bestimmungsgemäßen Betrieb und bei selten auftretenden Fehlern keine Zündquelle darstellt.

EPL Db

EPL Db ist ein Gerät für brennbare Staubatmosphären mit einem »hohen« Schutzniveau, das im bestimmungsgemäßen Betrieb und bei selten auftretenden Fehlern keine Zündquelle darstellt.

EPL Dc

EPL Dc ist ein Gerät für brennbare Staubatmosphären mit einem »erhöhten« Schutzniveau, das im bestimmungsgemäßen Betrieb keine Zündquelle darstellt, und das einen bestimmten zusätzlichen Schutz besitzen kann, um sicherzustellen, dass es im Fall von regelmäßig erwarteten Ereignissen als Zündquelle inaktiv bleibt.

Verhältnis EPL zu Zonen

Für die Mehrzahl der Situationen mit den typischen möglichen Folgen aus einer sich ereignenden Explosion ist vorgesehen, dass Folgendes für die Anwendung von Geräten in Zonen gelten möge. (Das ist für Grubenbaue nicht direkt anwendbar, weil das Zonenkonzept nicht allgemein gilt.)

Das Verhältnis von EPL zu Zonen ist in der nachfolgenden Tabelle dargestellt:

Tabelle EPL und Gruppen

Zusammenhang von Zonen, EPL und Gerätekategorien

Wenn in der Dokumentation der Gefährdungsbereichseinteilung nur Zonen angegeben werden, dann ist die Beziehung zwischen EPLs, Gerätekategorien und Zonen entsprechend der nachfolgenden Tabelle vorzunehmen.

Wenn die EPLs bzw. Gerätekategorien in der Dokumentation der Gefährdungsbereichseinteilung angegeben sind, müssen diese Anforderungen für die Auswahl von Geräten befolgt werden.

EPLs und Zündschutzarten

Die anerkannten Zündschutzarten entsprechend den IEC-Normen wurden den Gerätegruppen/Kategorie und den EPLs der nachfolgenden Tabelle zugeordnet.

Gruppen nach IEC 60079-0

Die DIN EN 60079-0 vom März 2010 teilt elektrische Geräte für explosionsfähige Atmosphäre in nachfolgende Gruppen ein:

Gruppe I nach IEC 60079-0 (DIN EN 60079-0)

Elektrische Geräte der Gruppe I sind bestimmungsgemäß für den Betrieb in schlagwettergefährdeten Grubenbauen vorgesehen.

Anmerkung: Die Zündschutzarten für Gruppe I berücksichtigen die Zündung sowohl von Grubengas als auch von Kohlenstaub zusammen mit einem erhöhten physikalischen Schutz der unter Tage verwendeten Geräte.

Elektrische Geräte für Grubenbaue, in denen zusätzlich zu Schlagwetter nennenswerte Anteile anderer entflammbarer Gase auftreten können (d.h.  8.15.2 Bedeutung der Kennzeichen – Seite 13 – 01.03.2015<<>>andere als Methan), müssen in Übereinstimmung mit den für Gruppe I geltenden Anforderungen und weiterhin entsprechend der Unterteilung von Gruppe II, zu der die anderen Gase gehören, gebaut und geprüft werden. Diese elektrischen Geräte müssen dann entsprechend gekennzeichnet werden (z.B. »Ex d I/II B T3« oder »ex d I/II (NH3)«).

Gruppe II nach IEC 60079-0 (DIN EN 60079-0)

Elektrische Geräte der Gruppe II sind für einen Betrieb in Bereichen vorgesehen, in denen mit explosionsfähiger Gas-Atmosphäre zu rechnen ist, außer schlagwettergefährdete Grubenbaue.

Elektrische Geräte der Gruppe II sind entsprechend den Eigenschaften der explosionsfähigen Atmosphäre, für die sie bestimmt sind, weiter unterteilt.

Unterteilung der Gruppe II

• IIA, typisches Gas ist Propan

• IIB, typisches Gas ist Ethylen

• IIC, typisches Gas ist Wasserstoff

Anmerkung 1: Diese Unterteilung beruht auf der experimentell ermittelten Grenzspaltweite oder auf dem Mindestzündstrom-Verhältnis für die explosionsfähige Atmosphäre, in der das Gerät installiert werden darf (siehe IEC 60079-12 und IEC 60079-20).

Anmerkung 2: Mit IIB gekennzeichnete Geräte sind für Anwendungen geeignet, die Geräte für Gruppe IIA erfordern. Entsprechend sind mit IIC gekennzeichnete Geräte für Anwendungen geeignet, die Geräte für Gruppe IIA oder Gruppe IIB erfordern.

Gruppe III nach IEC 60079-0 (DIN EN 60079-0)

Elektrische Geräte der Gruppe III sind für einen Betrieb in Bereichen vorgesehen, in denen mit explosionsfähiger Staub-Atmosphäre zu rechnen ist, außer schlagwettergefährdete Grubenbaue.

Elektrische Geräte der Gruppe III sind entsprechend den Eigenschaften der explosionsfähigen Atmosphäre, für die sie bestimmt sind, weiter unterteilt.

Unterteilung der Gruppe III

• IIIA, brennbare Flusen,

• IIIB, nicht leitfähiger Staub

• IIIC, leitfähiger Staub

Anmerkung: Mit IIIB gekennzeichnete Geräte sind für Anwendungen geeignet, die Geräte für Gruppe IIIA erfordern. Entsprechend sind mit IIIC gekennzeichnete Geräte für Anwendungen geeignet, die Geräte der Gruppe IIIA oder Gruppe IIIB erfordern.

Kennzeichnung nach IEC

Die Kennzeichnung für elektrische Geräte ist in der IEC 60079-0 (DIN EN 60079-0) für gasexplosionsgefährdete Bereiche und in der IEC 61241-0 (DIN EN 61241-0) für Bereiche mit brennbarem Staub festgelegt. Zusätzlich  8.15.2 Bedeutung der Kennzeichen – Seite 14 – 01.03.2015<<zum Namen des Herstellers oder zu seinem Warenzeichen, der Typenbezeichnung, der Seriennummer und der Prüfstelle mit Zertifikatnummer ist noch eine besondere Kodierung gefordert, die den Einsatz des Gerätes beschreibt:

• das Symbol

• das Symbol jeder verwendeten Zündschutzart. Bei zugehörigen elektrischen Betriebsmitteln, die in gefährdeten Bereichen installiert werden sollen, müssen die Symbole für die Zündschutzart in eckigen Klammern angegeben werden, z.B. Ex d [ia] IIC T4.

• Gruppe IIA, IIB oder IIC für gasexplosionsgefährdete Bereiche

• Temperaturklasse für gasexplosionsgefährdete Bereiche bzw. max. Oberflächentemperatur in ˚C für Bereiche mit brennbarem Staub. Beispiele: Ex d e IIC T4 Ex d [ia] IIB T 5

Wenn aus den Zündschutzarten hervorgeht, welchem Zündschutzniveau sie entsprechen, kann auf die Angabe des EPL verzichtet werden. Bei einigen Zündschutzarten ist dies bereits mit den bestehenden Symbolen erreicht (z.B. ia): Bei anderen muss der Buchstabe a, b oder c ergänzt werden d → db. Beispiele: Ex db eb IIC T4 Ex db [ia] IIB T5). Die zweite Variante (in der Norm alternative Kennzeichnung genannt) wird bevorzugt verwendet. Mit dieser Norm wurden auch Gruppen für staubexplosionsgefährdete Bereiche eingeführt:

• IIIA: brennbare Flusen

• IIIB: nicht-leitfähiger Staub

• IIIC: leitfähiger Staub

Beispiel für Staubkennzeichnung: Ex tb IIIB T120˚C

Beispiele

Zwei Beispiele sollen die Kennzeichnung unter Berücksichtigung der DIN EN 60079-0 veranschaulichen:

Beispiel: druckfest gekapselter Motor mit Anschlussraum in erhöhter Sicherheit

	II 2 G Ex d e IIB T3Gb3
	II 2 G Ex db eb IIB T3
	→ Einsatz in Zone 1 (Kat. 2 bzw. EPL Gb)

Beispiel: vergussgekapselter Sensor für den Staub-EX-Bereich

	II 1 D Ex ma IIIC T120˚C Da
	II 1 D Ex ma IIIC T120˚C
	→ Einsatz in Zone 20 (Kat. 1D bzw. EPL Da)

Die Mehrfachkennzeichnung desselben Sachverhaltes ist möglich und wird von Herstellern genutzt, wenn das gleiche Gerät in verschiedene Wirtschaftsräume (EG, Nordamerika usw.) exportiert wird.